Hvad er de forskellige typer af ultralydapplikationer?
Lyd er trykoscillationen af et medium, såsom luft eller vand. Lydens bølgelængde varierer med temperatur, medium og initial energi. Ultralyd henviser til bølgelængder over det menneskelige høringsområde, ca. 20.000 kilohertz. Mange ultralydapplikationer bruger de mekaniske vibrationer af lyden til at forstyrre cellulær eller partikelformet struktur. Andre applikationer bruger reflektion af lydbølger til at detektere eller observere genstande.
Ultralydapplikationer stammer fra lydegenskaberne. Lyden er ikke let; den består af mekanisk vibration af en gas eller væske, mens lys har en elektromagnetisk karakter. Bølgerne forplanter sig i tre dimensioner fra en punktkilde, spredes i energi og falder i amplitude, når de bevæger sig. Mindre tætte medier, såsom gasser, bærer lydbølger længere end væsker. Faststoffer leder lyd ved påvirkning af bølgen på den ene overflade og fysisk bevægelse af gas eller væske på den anden overflade af det faste stof.
Den fysiske påvirkning af lydbølger forbedrer konsistensen af faste-væske-blandinger i laboratorie- og kommerciel skala-ultralydapplikationer. Homogenisering sker ved reduktion af partikelstørrelsen af faste stoffer, spredning af de faste stoffer eller opdeling af agglomerater af partikler. Lydbølgernes ultrahøjfrekvente energi forårsager kavitation i væsken. Kavitation forekommer som skiftende områder med højt og lavt tryk, hvilket får mikrobobler til at dannes og kollapse voldsomt.
Biologiske laboratorier bruger den mekaniske kraft af ultralyd til at nedbryde celler og adskille organeller, som er små intracellulære komponenter. Nyttige biologiske forbindelser kan ekstraheres fra den cellulære væske. Tilsvarende kan ultralydafbrydelse af celler anvendes som en steriliseringsteknik. Rengøring af laboratorievarer af stædig organisk stof eller mineralaflejringer udføres ofte ved at blødlægge stykkerne i ultralydsbade.
Sonochemistry fremmer kemiske reaktioner ved hjælp af den voldsomme kavitation blanding af ultralyd applikationer. Reaktionshastighederne stiger på grund af den forøgede blanding af reaktanterne eller den forøgede aktivitet af blandet-fase katalysatorer. Kommercielle anvendelser af denne teknologi inkluderer omdannelse af vegetabilske olier til biodieselbrændstoffer.
Andre ultralydapplikationer drager fordel af lydbølgen. Lyd reflekteres fra faste overflader og kan modtages med en antenne. Mange ultralydapplikationer giver diagnostisk information inden for det medicinske område til hjælp ved vurderingen af fostre, tumorer og skader. Disse ikke-invasive undersøgelser er enkle, smertefrie og billige.
Sonar bruger lyd som en rækkevidde, udstyr, der transmitterer og modtager bølgeenergi til at lokalisere objekter. Bølgelængderne kan variere fra infrasonic til ultralyd. Spændende applikationer bruges af militære enheder til mål erhvervelse, navigation og sikkerhed. Fiskere bruger ofte ekkolodd til at hjælpe med at finde fiskeskoler. Droner og robotter kan kontrolleres ved hjælp af ultralydkommandoer.